C616車床的數(shù)控化改造設(shè)計【橫向+縱向】

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 C616型普通車床改造為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床 目錄 序言 --------------------------------------------------------------------------------------3 一、 設(shè)計方案的確定-----------------------------------------------------------------4 （一） 設(shè)計任務(wù)------------------------------------------------------------------------4 （二） 總體設(shè)計方案的確定---------------------------------------------------------4 二、機(jī)械部分改造與設(shè)計------------------------------------------------------------4 （一） 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計與計算------------------------------------------------4 （二） 橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計與計算------------------------------------------------10 三、步進(jìn)電機(jī)的選擇------------------------------------------------------------------13 （一）步進(jìn)電機(jī)選用的基本原則---------------------------------------------------13 （二）步進(jìn)電機(jī)的選擇---------------------------------------------------------------14 四、機(jī)床導(dǎo)軌改造---------------------------------------------------------------------15 五、自動轉(zhuǎn)位刀架的選用------------------------------------------------------------16 六、經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床改造時數(shù)控系統(tǒng)的選用------------------------------------17 七、典型零件的工藝設(shè)計及應(yīng)用程序的編制------------------------------------18 （一）工藝分析------------------------------------------------------------------------18 （二）工作坐標(biāo)系的設(shè)定------------------------------------------------------------19 （三）手動鉆孔------------------------------------------------------------------------19 （四）編制加工程序------------------------------------------------------------------19 小結(jié)---------------------------------------------------------------------------------------21 參考文獻(xiàn)---------------------------------------------------------------------------------22 序言 畢業(yè)設(shè)計課題：C616型普通車床改造為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床 課題簡介： 本課題是圍繞將普通機(jī)床改造成經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床展開設(shè)計的，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床是指價格低廉、操作使用方便，適合我國國情的裝有簡易數(shù)控系統(tǒng)的高效自動化機(jī)床。中小型企業(yè)為了發(fā)展生產(chǎn)，常希望對原有舊機(jī)床進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)數(shù)控化、自動化。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)就是結(jié)合現(xiàn)實(shí)的的生產(chǎn)實(shí)際，結(jié)合我國國情，在滿足系統(tǒng)基本功能的前提下，盡可能降低價格。價格便宜、性能價格比適中是其最主要的特點(diǎn)，特別適合在設(shè)備中占有較大比重的普通車床改造，適合在生產(chǎn)第一線大面積推廣。企業(yè)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控型系統(tǒng)對設(shè)備進(jìn)行改造后，將提高產(chǎn)品加工精度和批量生產(chǎn)的能力，同時又能保持“萬能加工”和“專用高效”這兩種屬性，提高設(shè)備自身對產(chǎn)品更新?lián)Q代的應(yīng)變能力，增強(qiáng)企業(yè)的競爭能力。 利用微機(jī)改造現(xiàn)有的普遍車床，主要應(yīng)該解決的問題是如何將機(jī)械傳動的進(jìn)給和手工控制的刀架轉(zhuǎn)位，進(jìn)給改造成由計算機(jī)控制的刀架自動轉(zhuǎn)位以及自動進(jìn)給加工車床，即經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床。 進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的改造是非常有必要的。數(shù)控機(jī)床可以很好地解決形狀復(fù)雜、精密、小批量及多變零件的加工問題。能夠穩(wěn)定加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率，但是數(shù)控機(jī)床的運(yùn)用也受到其他條件的限制。如：數(shù)控機(jī)床價格昂貴，一次性投資巨大等，因此，普通車床的數(shù)控改造，大有可為。它適合我國的經(jīng)濟(jì)水平、教育水平和生產(chǎn)水平，已成為我國設(shè)備技術(shù)改造主要方向之一。 現(xiàn)我選用C616普通車床為例進(jìn)行數(shù)控改造。 一、設(shè)計方案的確定 C616型車床是一種加工效率高，操作性能好，社會擁有量大的普通車床。實(shí)踐證明，把這種車床改造為數(shù)控車床，已經(jīng)收到了良好的經(jīng)濟(jì)效果。 （一） 設(shè)計任務(wù) 本設(shè)計任務(wù)是對C616普通車床進(jìn)行數(shù)控改造。利用微機(jī)對縱橫進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行開環(huán)控制?？v向脈沖當(dāng)量為0.01mm/脈沖，橫向脈沖當(dāng)量為0.005mm/脈沖，驅(qū)動元件采用步進(jìn)電機(jī)，傳動系統(tǒng)采用滾珠絲杠副，刀架采用自動轉(zhuǎn)位刀架。 (二)總體設(shè)計方案的確定 由于是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造，所以在考慮具體方案時，基本原則是在滿足使用要求的前提下，對機(jī)床的改動盡可能減少，以降低成本.根據(jù)C616車床有關(guān)資料以及數(shù)控車床的改造經(jīng)驗，確定總體方案為:采用微機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算處理，由I/O接口輸出步進(jìn)脈沖。經(jīng)一級齒輪減速后,帶動滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)縱向、橫向進(jìn)給運(yùn)動。 二、機(jī)械部分改造設(shè)計與計算 1． 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的改造一般是步進(jìn)電機(jī)經(jīng)減速驅(qū)動絲杠，螺母固定在溜板箱上，帶動刀架左右移動。步進(jìn)電機(jī)的布置，可放在絲杠的任意一端。對車床改造來說，外觀不必象產(chǎn)品設(shè)計要求那么高，而從改造方便、實(shí)用方面來考慮，一般把步進(jìn)電機(jī)放在縱向絲杠的右端。 2． 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計計算 已知條件： 工作臺重量： W=80kgf=80N(根據(jù)圖紙粗略計算) 時間常數(shù)： T=25ms 滾珠絲杠基本導(dǎo)程：L0=6mm 行程： S=640mm 脈沖當(dāng)量： δp=0.01mm/step 步距角： α=0.75°/step 快速進(jìn)給速度： Vmax=2mm/min (1)切削計算 由〈〈機(jī)床設(shè)計手冊〉〉可知，切削功率 Nc=NηK 式中 N——電機(jī)功率，查機(jī)床說明書，N=4KW； η——主傳動系統(tǒng)總效率，一般為0.6～0.7取η=0.65； K——進(jìn)給系統(tǒng)功率系數(shù)，取為K=0.96。 則： Nc=4×0.65×0.96=2.496KW 又因為 NC= FZ= 所以 式中 v——切削線速度，取v=100m/min。 主切削力 FZ =152.76(kgf)=1527.6(N) 由〈〈金屬切削原理〉〉可知，主切削力 FZ=CFz apx Fz fYFz KFz 查表得： CFz=188kgf/mm21880Mpa XFz=1 YFz=0.75 KFz=1 則可計算FZ 如表（1）所示： 表（1） FZ計算結(jié)果 ap(mm) 2 2 2 8 8 8 f(mm) 0.2 0.3 0.4 0.2 0.3 0.4 FZ(N) 1125 1524 1891 1687 2287 2837 當(dāng)FZ=1520N 時，切削深度ap=2mm, 走刀量f=0.3mm，以此參數(shù)做為下面計算的依據(jù)。 從〈〈機(jī)床設(shè)計手冊〉〉中可知，在一般外圓車削時： FX =（0.1～0.6）FZ FZ=(0.15～0.7) FZ ?。? FX=0.5 FZ=0.5×1527.6=763.8N FY=0.6 FZ=0.6×1527.6=916.5N (2)滾珠絲杠設(shè)計計算 綜合導(dǎo)軌車床絲杠的軸向力： P=KFX+f′(FZ+W) 式中 K=1.15，f′=0.15～0.18，取為0.16。 則 P=1.15×763.8+0.16×(1527.6+800)=1250.8N 1) 強(qiáng)度計算： 壽命值 L1= n1== 取工件直徑 D=80 mm,查表得T I=15000h 則： n1==20r/min L1==18 最大動負(fù)載 Q= 查表得： 運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù) fw=1.2 硬度系數(shù) fH=1 則 Q=×1.2×1×1250.8=39933.6N 根據(jù)最大動負(fù)載Q的值，可選擇滾珠絲杠的型號。例如，滾珠絲杠參照漢江機(jī)床廠的產(chǎn)品樣本選取FC1B系列，滾珠絲杠直徑為φ32mm,型號為FC1B32×6—5—E2，其額定動載荷是10689N，所以強(qiáng)度足夠用。 2）效率計算：根據(jù)〈〈機(jī)械原理〉〉的公式，絲杠螺母副的傳動效率η為： η= 式中 摩擦角ψ=10′　　螺旋升角γ=3°25′ 則 η= 3)剛度驗算：滾珠絲杠受到工作負(fù)載P引起的導(dǎo)程的變化量 △L1=± 式中 L0=6mm=0.6cm； E=20.6×166N/ cm2。 滾珠絲杠截面積 F=()2π=（）2×3.14 則 △L1=±=±5.9×10-6㎝ 滾珠絲杠受扭矩引起的導(dǎo)程變化量△L2很小,可忽略,即：△L=△L1。所以： 導(dǎo)程變形總誤差△為 △ ==×5.9×10-6=9.8μm/m 查表知E級精度絲杠允許的螺距誤差（1m長）為15μm/m，故剛度足夠。 4）穩(wěn)定性驗算：由于機(jī)床原絲杠直徑為φ30mm，現(xiàn)選用的滾珠絲杠直徑為φ32 mm，支承方式不變，所以穩(wěn)定性不存在問題。 (3)齒輪及轉(zhuǎn)距的有關(guān)計算 1）有關(guān)齒輪計算 傳動比 i===1.25 故取 Z1=32mm Z2=40 m=2mm b=20mm α=20° d1=m Z1=2×32=64mm d2= m Z2=2×40=80mm dα1 =d1 +2ha*=68mm dα2=d2+2ha*=84mm α===72㎜ 2) 轉(zhuǎn)動慣量計算 工作臺質(zhì)量折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量： J1=()2W=()2×80=0.468㎏·㎝2 =4.68N·㎝2 絲杠的轉(zhuǎn)動慣量： JS=7.8×10-4×D4L1=7.8×10-4×3.24×140.3 =11.475㎏·㎝2=114.75N·㎝2 齒輪的轉(zhuǎn)動慣量： JZ1=7.8×10-4×6.44×2=2.617㎏·㎝2=26.17 N·㎝2 JZ2=7.8×10-4×84×2=6.39㎏·㎝2=63.9 N·㎝2 電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量很小可以忽略。 因此,總的轉(zhuǎn)動慣量： J=(JS+JZ2)+ JZ1+ J1 =(11.475+6.39)+2.617+0.468 =14.519㎏·㎝2=145.19N·㎝2 3）所需轉(zhuǎn)動力矩計算 快速空載啟動時所需力矩 M=Mamax＋Mf＋M0 最大切削負(fù)載時所需力矩 M=Mat＋Mf＋M0＋Mt 快速進(jìn)給時所需力矩 M= Mf＋M0 式中 Mamax ——空載啟動時折算到電機(jī)軸上的加速度力矩； Mf ——折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩； M0 ——由于絲杠預(yù)緊所引起，折算到電機(jī)軸上的附加摩擦力矩； Mat ——切削時折算到電機(jī)軸上的加速度力矩； Mt ——折算到電機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩。 Ma=×10-4N·m 當(dāng)n=nmax時 Mamax =Ma nmax===416.7r/min Mamax=×10-4=2.52N·m=25.72㎏f·㎝ 當(dāng)n=nt時 Ma=Mat nt====24.88r/min Mat=×10-4=0.1505N·m=1.536㎏f·㎝ Mf == 當(dāng)η0=0.8 f′=0.16時 Mf ==1.223㎏f·㎝ M0 =(1-η02) 當(dāng)η0=0.9時預(yù)加載荷P0=Fx則： M0===0.462㎏f·㎝=4.62N·㎝ Mt===7.297㎏f·㎝=72.97 N·㎝ 所以, 快速空載啟動時所需力矩： M=Mamax＋Mf＋M0 =25.72＋1.223＋0.462=27.405㎏f·㎝ =274.05N·㎝ 切削時所需力矩： M=Mat＋Mf＋M0＋Mt =1.536＋1.223＋0.462＋7.297=10.518㎏f·㎝ =105.18 N·㎝ 快速進(jìn)給時所需力矩： M= Mf＋M0=1.223＋0.462=1.685㎏f·㎝ =16.85 N·㎝ 由以上分析計算可知： 所需最大力矩Mmax發(fā)生在快速啟動時， Mmax=27.405㎏f·㎝=274.05 N·㎝ (二)橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計和計算 1. 橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造的橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計比較簡單,一般是步進(jìn)電機(jī)經(jīng)減速后驅(qū)動滾珠絲杠,使刀架橫向運(yùn)動。步進(jìn)電機(jī)安裝在大拖板上，用法蘭盤將步進(jìn)電機(jī)和機(jī)床大拖板連接起來，以保證其同軸度，提高傳動精度。 2．橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計和計算 由于橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計和計算與縱向類似，所用到的公式不再詳細(xì)說明，只計算結(jié)果。 已知條件： 工作臺重（根據(jù)圖紙粗略計算） W=30㎏f=300N 時間常數(shù) T=25ms 滾珠絲杠基本導(dǎo)程 L0=4㎜ 左旋 行程 S=190㎜ 脈沖當(dāng)量 δp=0.005㎜/step 步距角 α=0.75°/ step 快速進(jìn)給速度 vmax=1m/min (1)切削力計算 橫向進(jìn)給量為縱向的1/2～1/3，取1/2，則切削力約為縱向的1/2 FZ=0.5×152.76=76.38㎏f=763.8N 在切斷工件時： Fy=0.5 FZ=0.5×76.38=38.19㎏f=381.9N (2)滾珠絲杠設(shè)計計算 1）強(qiáng)度計算：對于燕尾型導(dǎo)軌： P=KFy＋f′(Fz＋W) 取K=1.4 f′=0.2 則 P=1.4×38.19＋0.2(76.38＋30) =74.74㎏f=747.4N 壽命值 L1===13.5 最大動負(fù)載 Q===213.55㎏f=2135.5N 根據(jù)最大動負(fù)載Q的值，可選擇滾珠絲杠的型號。例如，滾珠絲杠參照漢江機(jī)床廠的產(chǎn)品樣本選取FC1B系列，滾珠絲杠公稱直徑為φ20㎜，型號為FC1B20×4—5—E2左，其額定動負(fù)載為5393N，所以強(qiáng)度足夠用。 2）效率計算：螺旋升角γ=3°38′，摩擦角ψ=10′　　 則傳動效率 η===0.956 3）剛度驗算：滾珠絲杠受工作負(fù)載P引起的導(dǎo)程的變化量 △L1=±=±=±5.96×10-6㎝ 滾珠絲杠受扭矩引起的導(dǎo)程變化量△L2很小，可忽略，　即：△L=△L1所以導(dǎo)程變形總誤差為 △= 查表知E級精度絲杠允許的螺旋誤差（1m長）為15μm/m，故剛度足夠。 4）穩(wěn)定性驗算：由于選用滾珠絲杠的直徑與原絲杠直徑相同，而支承方式由原來的一端固定、一端懸空，一端固定，一端徑向支承，所以穩(wěn)定性增強(qiáng)，故不再驗算。 (3)齒輪及轉(zhuǎn)矩有關(guān)計算 1）有關(guān)齒輪計算 傳動比 i= 故取 Z1=18 Z2=30 m =2㎜ b=20㎜ α=20° d1=36㎜ d2=20㎜ dα1 =40㎜ dα1=64㎜ a=48㎜ 2)傳動慣量計算 工作臺質(zhì)量折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量： J1=㎏·㎝2 絲杠的轉(zhuǎn)動慣量： JS=7.8×10-4×D4L1=7.8×10-4×24×50=0.624㎏·㎝2 齒輪的轉(zhuǎn)動慣量： JZ1=7.8×10-4×3.64×2=0.262㎏·㎝2 JZ2=7.8×10-4×64×2=2.022㎏·㎝2 電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量很小可以忽略。 因此，總的轉(zhuǎn)動慣量： J= =1.258㎏·㎝2 3）所需轉(zhuǎn)動力矩計算 nmax= Mamax=N·m=2.23㎏f·㎝ nt==33.17r/min Mat==0.0174 N·m=0.1775 f·㎝ Mf===0.287㎏f·㎝=0.028 N·m M0=0.116㎏f·㎝=0.011 N·m Mt=1.824㎏f·㎝=0.182 N·m 所以，快速空載啟動時所需轉(zhuǎn)矩： M=Mamax＋Mf＋M0 =2.23＋0.287＋0.116=2.633㎏f·㎝=26.33N·㎝ 切削時所需力矩： M=Mat＋Mf＋M0＋Mt =0.1774＋0.287＋0.116＋1.824 =2.404㎏f·㎝=24.04 N·㎝ 快速進(jìn)給時所需力矩： M= Mf＋M0=0.287＋0.116 =0.403㎏f·㎝=4.03 N·㎝ 從以上計算可知：最大轉(zhuǎn)矩發(fā)生在快速啟動時，Mmax=2.633㎏f·㎝=26.33 N·㎝ 三、步進(jìn)電機(jī)的選擇 (一) 步進(jìn)電機(jī)的選擇的基本原則 合理選用步進(jìn)電機(jī)是比較復(fù)雜的問題，需要根據(jù)電機(jī)在整個系統(tǒng)中的實(shí)際工作情況，經(jīng)過分析后才能正確選擇?，F(xiàn)僅就選用步進(jìn)電機(jī)最基本的原則介紹如下： 1． 步距角α　步距角應(yīng)滿足：α≤ 式中 i——傳動比 αmin——系統(tǒng)對步進(jìn)電機(jī)所驅(qū)動部件的最小轉(zhuǎn)角。 2． 精度 步進(jìn)電機(jī)的精度可用步矩誤差或積累誤差衡量。積累誤差是指轉(zhuǎn)子從任意位置開始，經(jīng)過任意步后，轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)角與理論轉(zhuǎn)角之差的最大值。用積累誤差衡量精度比較實(shí)用。所以選用不進(jìn)電機(jī)應(yīng)滿足 △Q≤i[△θs] 式中 △Q——步進(jìn)電機(jī)的積累誤差； [△θs]——系統(tǒng)對步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動部件允許的角度誤差。 3．轉(zhuǎn)矩 為了使步進(jìn)電機(jī)正常運(yùn)行（不失步、不越步），正常啟動并滿足對轉(zhuǎn)速的要求，必須考慮： 1）啟動力矩 一般啟動力矩選取為： Mq≥ 式中 Mq——電動機(jī)啟動力矩； ML0——電動機(jī)靜負(fù)載力矩。 根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)和拍數(shù)，啟動力矩選取如表（2）所示。Mjm為步進(jìn)電機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩，是步進(jìn)電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)中給出的。 表(2) 步進(jìn)電機(jī)相數(shù)、拍數(shù)、啟動力矩表 運(yùn)行 方式 相數(shù) 3 3 4 4 5 5 6 6 拍數(shù) 3 6 4 8 5 10 6 12 Mg /Mjm 0.5 0.866 0.707 0.707 0.809 0.951 0.866 0.866 2）在要求的運(yùn)行頻率范圍內(nèi)，電動機(jī)運(yùn)行力矩應(yīng)大于電動機(jī)的靜載力力矩與電動機(jī)轉(zhuǎn)動慣量（包括負(fù)載的轉(zhuǎn)動慣量）引起的慣性矩之和。 3． 啟動頻率 由于步進(jìn)電機(jī)的啟動頻率隨著負(fù)載力矩和轉(zhuǎn)動慣量的增大而降低，因此相應(yīng)負(fù)載力矩和轉(zhuǎn)動慣量的極限啟動頻率應(yīng)滿足： ft≥[fcp]m 式中 ft——極限啟動頻率； [fcp]m——要求步進(jìn)電機(jī)最高啟動頻率。 （二）步進(jìn)電機(jī)的選擇 1．C616縱向進(jìn)給系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)的確定 Mq = 685.125 N·㎝ 為滿足最小步矩要求，電動機(jī)選用三相六拍工作方式，查表知：Mq/Mjm=0.866所以步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩Mjm為： Mjm=791.14 N·㎝ 步進(jìn)電機(jī)最高工作頻率 fmax=Hz 綜合考慮，查表選用110BF003型直流步進(jìn)電機(jī)，能滿足使用要求。 4． C616橫向進(jìn)給系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)的確定 Mq = N·㎝ 電動機(jī)仍選用三相六拍工作方式，查表知： Mq/Mjm=0.866 所以，步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩Mjm為： Mjm= N·㎝ 步進(jìn)電機(jī)最高工作頻率 fmax==3333.3 Hz 為了便于設(shè)計和采購，仍選用110BF003型直流步進(jìn)電機(jī)，能滿足使用要求。 四、機(jī)床導(dǎo)軌改造 臥式車床上的運(yùn)動部件，如刀架、工作臺都是沿著機(jī)床導(dǎo)軌面運(yùn)動的。導(dǎo)軌就是支承和導(dǎo)向，即支承運(yùn)動部件并保證運(yùn)動部件在外力作用下，能準(zhǔn)確的沿著一定的方向運(yùn)動。導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度、精度保持性和低速運(yùn)動平穩(wěn)性，直接影響機(jī)床的加工精度、承載能力和使用性能。 數(shù)控機(jī)床上，常使用滑動導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)軌。滾動導(dǎo)軌摩擦系數(shù)小，動靜摩擦系數(shù)接近，因而運(yùn)動靈活輕便，低速運(yùn)行時不易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。精度高，但價格貴。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控一般不使用滾動導(dǎo)軌，尤其是數(shù)控改造，若使用滾動導(dǎo)軌，將太大增加機(jī)床床身的改造工作量和改造成本。因此，數(shù)控改造一般仍使用滑動導(dǎo)軌。 滑動導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡單，剛性好，抗振性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。普通機(jī)床的導(dǎo)軌一般是鑄鐵—鑄鐵或鑄鐵—淬火鋼導(dǎo)軌。這種導(dǎo)軌的缺點(diǎn)是靜摩擦系數(shù)大，且動摩擦系數(shù)隨速度的變化而變化，低速時易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，影響行動平穩(wěn)性和定位精度，為克服滑動導(dǎo)軌的上述缺點(diǎn)，數(shù)控改造一般是將原機(jī)床導(dǎo)軌進(jìn)行修整后貼塑，使其成為貼塑導(dǎo)軌。 貼塑導(dǎo)軌摩擦系數(shù)小，且動靜摩擦系數(shù)差很小，能防止低速爬行現(xiàn)象；耐磨性、抗咬傷能力強(qiáng)、加工性和化學(xué)性能穩(wěn)定，且 有良好的自潤滑性和抗振性，加工簡單，成本低。 目前應(yīng)用較多的聚四氟乙?。≒TEE）貼塑軟帶，如美國生產(chǎn)的Twrcite—B和我國生產(chǎn)的TSF軟帶材料，次、此種軟帶厚度為0.8㎜、1.6㎜、3.2㎜等幾種規(guī)格?？紤]承載變形，宜厚度小的規(guī)格，如果考慮到加工余量，選用厚度為1.6㎜為宜。 貼塑軟帶粘貼工藝非常簡單，可直接粘結(jié)在原有的滑動導(dǎo)軌面上，不受導(dǎo)軌形式的限制，各種組合形式的滑動導(dǎo)軌均可粘結(jié)。粘結(jié)前按導(dǎo)軌精度要求對金屬導(dǎo)軌面進(jìn)行加工修理。根據(jù)導(dǎo)軌尺寸長度放大3～4㎜，切下貼塑軟帶。金屬粘結(jié)面與軟帶結(jié)面應(yīng)清洗干凈，用特殊配制的粘合劑粘結(jié)，加壓固化，待其完全固化后進(jìn)行修整加工。作為導(dǎo)軌面的表面，根據(jù)需要可進(jìn)行磨、銑、刮研、開油槽、鉆孔等加工，以滿足裝配要求。 五、自動轉(zhuǎn)位刀架的選用 自動轉(zhuǎn)位刀架的選用是普通機(jī)床數(shù)控改造機(jī)械方面的關(guān)鍵，而由數(shù)控系統(tǒng)控制的自動轉(zhuǎn)位刀架，具有重復(fù)定位精度高，工件剛性好，性能可靠，使用壽命長以及工藝性能襖等優(yōu)點(diǎn)。 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的自動刀架，在生產(chǎn)中最常用的是常州武進(jìn)機(jī)床數(shù)控設(shè)備廠生產(chǎn)的系列刀架，具有重復(fù)定位精度高，工作剛性好，使用壽命長，工藝性能好等優(yōu)點(diǎn)達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平，在生產(chǎn)中大量使用?，F(xiàn)選用常州武進(jìn)機(jī)床數(shù)控設(shè)備廠生產(chǎn)的LD4—工型系列四工位自動刀架。C616適配刀架。 刀架技術(shù)參數(shù)： 刀位數(shù)：4 電動功率：60W 電機(jī)轉(zhuǎn)速：1400r/min 夾緊力：1t 上刀體尺寸：152×152 下刀體尺寸：161×171 技術(shù)指標(biāo)：重復(fù)定位精度：≤0.005㎜ 工作可靠性：＞30000次 換刀時間：90° 180° 270° 2.9s 3.4s 3.9s 六、經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床改造時數(shù)控系統(tǒng)選用 數(shù)控系統(tǒng)是一臺數(shù)控機(jī)床的核心。對系統(tǒng)的選擇在機(jī)床數(shù)控改造中是至關(guān)重要的 現(xiàn)從系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性選擇為開環(huán)伺服系統(tǒng)為JWK—15T。 現(xiàn)將該經(jīng)濟(jì)性數(shù)控系統(tǒng)性能參數(shù)列表如下： 1 生產(chǎn)廠家 南京微分電機(jī)廠江南機(jī)床數(shù)控工程公司 2 用戶容量 24K 3 設(shè)定單位 X=0.005 Z=0.01 4 控制軸數(shù) X、Z兩軸 5 聯(lián)動軸數(shù) 二軸 6 編程尺寸 ±9999.99 7 快速(X/Z)向 316/㎜ 8 G功能 G00～G04 G22～G29 G32、G33、G36、G37、G9、G80、G92 9 M功能 M00～M09 M20～M29 M92～M99 10 S功能 S01～S04 S05～S10 11 T功能 T1X～T8X 12 步進(jìn)電機(jī) ～220V ±10%50HZ 13 控制精度 1步 14 功耗W 360 15 環(huán)境溫度 0～40°C 16 相對溫度 80%（25°C） 17 外形尺寸（㎜） 340×400×220 18 系統(tǒng)重量 17 kg 七、典型零件的工藝設(shè)計及應(yīng)用程序編制 所需加工零件的材料為45號鋼，加工零件如下圖所示： （一）工藝分析 1、該零件分七個工步來完成加工，即先用φ16的麻花鉆來鉆孔；再粗車外圓；第三步粗鏜孔；第四步精鏜內(nèi)孔；第五步精車外圓；第六步車M30的細(xì)牙螺紋（螺距F=0.75）；最后切斷。 2、較為突出的問題是如何保證φ38、φ18和長度50的尺寸公差，長度方向的中間凹槽，粗車、粗車刀的副偏角大于45°，棒料伸出三爪卡盤65mm裝夾工件。 3、選擇01號車刀（副偏角大于45°），02號螺距紋刀、03號內(nèi)孔鏜刀，04號割槽刀共四把刀。 4、G73進(jìn)行外圓粗加工時，單邊粗車吃刀量1.75，U=1.75，R是切削次數(shù)4次，精車余量0.5mm； G71進(jìn)行內(nèi)孔粗加工時，單邊粗車吃刀量1mm,U=1,R退刀量的值0.5mm,精車余量0.5mm。 （二）工件坐標(biāo)系的設(shè)定 選取工件的右端面的中心點(diǎn)O為工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)。 （三）手動鉆孔 夾好工件，用φ16的麻花鉆手動鉆孔，孔深55mm。 （四）編制加工程序 22 N001 G94G54T1 M03S700M08 N002 G00Z0X32 N003 G01X-1F30 N004 G00Z1X30.6 N005 G01Z-44F80 N006 G00X31Z1 N007 G00X27 N008 GO1Z-22.4F80 N009 G00X28Z1 N010 G00X25 N011 G01Z-22.4F80 N012 G00X26Z1 N013 G00X23.9 N014 G01Z-20 N015 G00Z1X25 N016 G00X80Z120M09M05 N017 T2M06M08M03 N018 G00Z0X24 N019 G01X2.5F30 N020 G01X23.9 CHF=2 N021 G01Z-8F80 N022 G01X22Z-9.6 N023 G01Z-19.8 N024 G01X24.6 N025 G01X27 N026 G01X30.5Z-38.4 N027 G01Z-44 N028 G00X31Z-8 N029 G00X24 N030 G01X23.9 N031 G01X20.8Z-9.6 N032 G01Z-19.8 N033 G02X24.6Z-22.4CR=5.6F50 N034 GO1X30.4Z-38.4 N035 G01Z-44 N036 G00X80Z100M09M05 N037 T3M06M08M03 N038 G00Z3X23.3 N039 G33Z-11K=0.75 N040 G00X25 N041 G00Z3 N042 G00X23.1 N043 G33Z-11K=0.75 N044 G00X25 N045 G00Z3 N046 G00X23 N047 G33Z-11K=0.75 N048 G00X25 N049 G00X80Z120M09M05 N050 T4M06M08M03 N051 G00Z3X0 N052 G01Z-44F15 N053 G01Z3F50 N054 G00X80Z120M09M05 N055 T5M06M08M03 N056 G00X14.2Z1 N057 G01Z-41F50 N058 GOOX14Z1 N059 GOOX14.4 N060 G01Z-41 N061 G00X14Z1 N062 G00X16Z0 N063 G01X14.4Z-8 N064 G00Z0 N065 G00X17.6 N066 G01X14.4Z-8 N067 G00Z1 N068 G00X80Z120M09M05 N069 T6M06M08M03 N070 G00X32Z-40 N071 G01X12F30 N072 G00X80Z120 N073 M05M09M02 小結(jié) 三年的大學(xué)學(xué)習(xí)，讓我們對機(jī)械設(shè)計與制造方面的知識有了一個系統(tǒng)而又全新的的認(rèn)識。畢業(yè)設(shè)計是我們學(xué)習(xí)中最后一個重要的實(shí)踐性環(huán)節(jié)，是一個綜合性較強(qiáng)的設(shè)計任務(wù)，它為我們以后從事技術(shù)工作打下了一個良好的基礎(chǔ)，對我們掌握所學(xué)知識情況進(jìn)行了全面而又直觀的檢測。為了能夠較好的完成這次畢業(yè)設(shè)計，我投入了 萬分的精力做了充分的準(zhǔn)備工作。 首先，我先針對畢業(yè)課題來考慮，在指導(dǎo)老師的指點(diǎn)和幫助下，對所需的資料進(jìn)行搜集和整理，根據(jù)設(shè)計的要求，再對資料做一個簡單的歸類。 其次，依據(jù)指導(dǎo)老師給出的設(shè)計任務(wù)要求，先制定設(shè)計的總體方案，按照指導(dǎo)老師要求的設(shè)計進(jìn)度，一步步的完成此次的設(shè)計任務(wù)。前幾周的數(shù)控拆裝綜合實(shí)驗，為我此次的畢業(yè)設(shè)計做了很好的鋪墊，讓我做起來沒有太多陌生的感覺，更加得心應(yīng)手些。 畢業(yè)設(shè)計雖已結(jié)束，但想想我在其中所學(xué)到的知識，所遇到的困難，仍記憶猶新。它讓我明白了無論是設(shè)計新產(chǎn)品，還是改造原先的老產(chǎn)品，都是一個復(fù)雜的技術(shù)過程，容不得半點(diǎn)含糊。設(shè)計人員應(yīng)先明白設(shè)計的目的，了解產(chǎn)品的價值和實(shí)用性，其次要對設(shè)計的產(chǎn)品進(jìn)行構(gòu)思，確定總體方案，查閱資料，最后編寫產(chǎn)品的設(shè)計說明書，進(jìn)行繪圖。 這次的畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)了我獨(dú)立設(shè)計思考和分析解決問題的能力，拓寬了我的知識面，是一次很好的鍛煉機(jī)會！感謝指導(dǎo)老師焦主任和課外指導(dǎo)老師鄒工對我此次畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)! 參考文獻(xiàn) 張新義 《經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床設(shè)計》 機(jī)械工業(yè)出版社 余英良 《機(jī)床數(shù)控改造設(shè)計與實(shí)例》 機(jī)械工業(yè)出版社 何銘新 《機(jī)械制圖》 高等教育出版社 徐 灝 《機(jī)械設(shè)計手冊》第2版 第4卷 機(jī)械工藝出版社 外文翻譯資料 機(jī)電一體化技術(shù)及其應(yīng)用研究 1 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展 　　機(jī)電一體化是機(jī)械、微、控制、機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進(jìn)步有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。 1.1 數(shù)字化 　　微控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人；而計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計、計算機(jī)集成制造等。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。 1.2 智能化 　　即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機(jī)床上增加人機(jī)對話功能，設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護(hù)帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。 1.3 模塊化 　　由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機(jī)一體的動力驅(qū)動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機(jī)一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。 1.4 網(wǎng)絡(luò)化 　　由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計算機(jī)為中心的計算機(jī)集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術(shù)帶來的好處，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 1.5 人性化 　　機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給機(jī)電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機(jī)電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對人來說還是一種享受，如家用機(jī)器人的最高境界就是人機(jī)一體化。 1.6 微型化 　　微型化是精細(xì)加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機(jī)電系統(tǒng)(Micro Electronic Mechanical Systems，簡稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。自1986年美國斯坦福大學(xué)研制出第一個醫(yī)用微探針，1988年美國加州大學(xué)Berkeley分校研制出第一個微電機(jī)以來，國內(nèi)外在MEMS工藝、材料以及微觀機(jī)理方面取得了很大進(jìn)展，開發(fā)出各種MEMS器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器），各種微構(gòu)件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機(jī)器人等）。 1.7 集成化 　　集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復(fù)合，又包含在生產(chǎn)過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實(shí)現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運(yùn)轉(zhuǎn)，然后再通過軟、硬件將各個層次有機(jī)地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強(qiáng)。 1.8 帶源化 　　是指機(jī)電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運(yùn)動的機(jī)電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨(dú)特的好處。帶源化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。 1.9 綠色化 　　技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。所以，人們呼喚保護(hù)環(huán)境，回歸，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(yīng)運(yùn)而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計、制造、使用和銷毀時應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求，機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時，產(chǎn)品可分解和再生利用。 2 機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵中應(yīng)用 　　在鋼鐵企業(yè)中，機(jī)電一體化系統(tǒng)是以微處理機(jī)為核心，把微機(jī)、工控機(jī)、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，采用組裝合并方式，為實(shí)現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強(qiáng)系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和可靠性。機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中主要應(yīng)用于以下幾個方面： 2.1 智能化控制技術(shù)(IC) 　　由于鋼鐵具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)等，智能控制技術(shù)廣泛于鋼鐵的產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個方面，如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車間、軋鋼系統(tǒng)、煉鋼———連鑄———軋鋼綜合調(diào)度系統(tǒng)、冷連軋等。 2.2 分布式控制系統(tǒng)(ＤCS) 　　分布式控制系統(tǒng)采用一臺中央機(jī)指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計算機(jī)和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機(jī)對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術(shù)的，分布式控制系統(tǒng)的功能越來越多。不僅可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程控制，而且還可以實(shí)現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)過程實(shí)時調(diào)度、生產(chǎn)計劃統(tǒng)計管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。ＤCS具有特點(diǎn)控制功能多樣化、操作簡便、系統(tǒng)可以擴(kuò)展、維護(hù)方便、可靠性高等特點(diǎn)。ＤCS是監(jiān)視集中控制分散，故障面小，而且系統(tǒng)具有連鎖保護(hù)功能，采用了系統(tǒng)故障人工手動控制操作措施，使系統(tǒng)可靠性高。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強(qiáng)，具有更高的安全性。是當(dāng)前大型機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要潮流。 2.3 開放式控制系統(tǒng)(OCS) 　　開放控制系統(tǒng)(Open Control System)是計算機(jī)技術(shù)發(fā)展所引出的新的結(jié)構(gòu)體系概念?！伴_放”意味著對一種標(biāo)準(zhǔn)的信息交換規(guī)程的共識和支持，按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計算機(jī)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)控制與經(jīng)營、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場總線使現(xiàn)場儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)測量與控制一體化。 2.4 計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS) 　　鋼鐵企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體，用以實(shí)現(xiàn)從原料進(jìn)廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。目前鋼鐵企業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)了過程自動化，但這種“自動化孤島”式的單機(jī)自動化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理，難以適應(yīng)鋼鐵生產(chǎn)的要求。未來鋼鐵企業(yè)競爭的焦點(diǎn)是多品種、小批量生產(chǎn)，質(zhì)優(yōu)價廉，及時交貨。為了提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗、減少人員及現(xiàn)有庫存，加速資金周轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理整體優(yōu)化，關(guān)鍵就是加強(qiáng)管理，獲取必須的效益，提高了企業(yè)的競爭力。美國、日本等一些大型鋼鐵企業(yè)在20世紀(jì)80年代已廣泛實(shí)現(xiàn)CIMS化。 2.5 現(xiàn)場總線技術(shù)(ＦBT) 　　現(xiàn)場總線技術(shù)(Ｆieｄ Bus Technology)是連接設(shè)置在現(xiàn)場的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號傳輸技術(shù)(如4～20mA，ＤC直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場儀表裝置與更高一級的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進(jìn)行雙向傳送。通過現(xiàn)場總線連接可省去66%或更多的現(xiàn)場信號連接導(dǎo)線?，F(xiàn)場總線的引入導(dǎo)致ＤCS的變革和新一代圍繞開放自動化系統(tǒng)的現(xiàn)場總線化儀表，如智能變送器、智能執(zhí)行器、現(xiàn)場總線化檢測儀表、現(xiàn)場總線化PLC(Programmable Logic Controller)和現(xiàn)場就地控制站等的發(fā)展。 2.6 交流傳動技術(shù) 　　傳動技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中起作至關(guān)重要的作用。隨著電力技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動的優(yōu)越性，電氣傳動技術(shù)在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實(shí)用化得以實(shí)現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達(dá)到和超過直流調(diào)速水平?，F(xiàn)在無論大容量電機(jī)或中小容量電機(jī)都可以使用同步電機(jī)或異步電機(jī)實(shí)現(xiàn)可逆平滑調(diào)速。交流傳動系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應(yīng)用不斷擴(kuò)大。 4